Composition du jury

Pr.Ali HARZALLAH Rapporteur
Dr.Paolo RUTI Rapporteur
Pr.Katia LAVAL Examinateur
Dr.Samuel SOMOT Examinateur
Dr.Karine BERANGER Examinateur
Dr.Laurent Z.X. LI Directeur de thèse

Résumé

L’objet de cette thèse est l étude du climat de la région Méditerranéenne à l aide d un modèle climatique. La présence de la Mer ainsi que la forte orographie qui modulent le climat régional vers les petites-échelles rend nécessaire l utilisation d un modèle couplé et régional. Le modèle LMDZ-Med/NEMO MED8 provient du couplage du modèle régional atmosphérique LMDZ-Med et du modèle régional océanique NEMO MED8. Ce modèle permet de réaliser une simulation de 44 ans dans la période 1958-2001 à l échelle journalière. On performe un downscaling des données ERA40 à l aide de LMDZ-Med/NEMO MED8. Dans une première partie, on valide le modèle par rapport aux observations, et notamment à MEDATLAS, une compilation climatologique basée sur les observations. Les résultats montrent l’accord du modèle avec MEDATLAS pour les variables de surface, ainsi que la formation d’eau profonde dans les bassins principaux. La convection profonde dans le Golfe du Lion est étudiée. Les étapes du processus ainsi que les différentes causes sont mises en avant. La chronologie est en accord avec les études menées. Le modèle permet de suivre les événements météorologiques, en particulier la tempête du 11 février 1999 et son effet dans l approfondissement de la couche de mélange océanique.
La rétroaction de la SST sur le flux de chaleur est étudiée en appliquant la méthode de Frankignoul [2002] pour la première fois dans la Méditerranée. Le coefficient de rétroaction est négatif et montre des caractéristiques liées à la dynamique du climat sur ces régions. La Méditerranée apparaît comme une zone propice à l’interaction océan-atmosphère.

The aim is to study the climate of Mediterranean region with a regional coupled model. Because the sea and the orography surrounding modulate the climate towards small-scales, regional coupled model are an essential tool to analize Mediterranean climate. LMDZ-Med/NEMO MED8 model results from the coupling between LMDZ-Med regional atmospheric model and the oceanic limited area model NEMO MED8. LMDZ-Med/NEMO MED8 is then guided outside the Mediterranean region with ERA40 dataset as boundary conditions in order to perform a dynamical downscaling for the 44 years period from 1958 to 2001 at daily scale.
At first we compare the model to observations, particularly to MEDATLAS, a climatic compilation based on observations. Results show an agreement of the downscaling with respect to MEDATLAS for surface variables. The model is also able to reproduce deep water formation in all the fundamental sites of Mediterranean Sea. Deep convection in the Gulf of Lions is then examined. The steps of the process and the different causes are priorised. The annual chronology of the mixed layer maximum fits well with litterature. Especially, the model shows to be a very adequate tool to follow meteorological events, as the storm over this area the 11th february 1999 and its effect on the mixed layer state and deepening that follows. Finally, the variability of heat fluxes is also studied. Model simulation results are also compared to a dataset. The two first EOF are in close agreement and represent almost 60% of the total variability. For the first time, heat fluxes are decomposed into one stochastic part and one part proportional to SST over the Mediterranean, following the method developed by Frankignoul [2002]. Feedback coefficient is found to be negative all over the basin with patterns explained by the dynamics of the different regions. Evaporation feedback drives at first order the heat flux feedback. Therefore, Mediterranean appears to be a region favourable to the Ocean-Atmosphere interaction.